Тахометр электронный автомобильный: стрелочный и мульти тахометр

Автомобильный стрелочный тахометр для новичка или немного шаманства с фиксированной точкой на AVR

Всем привет! Хотелось бы поделиться с сообществом своей историей модернизации тахометра ТХ-193

Неделю назад обратился ко мне один человек с довольно нестандартным заданием — нужно было обеспечить работу древнего тахометра ТХ-193(ВАЗ 2106) с современным двигателем ВАЗ21126(Приора), имеющем систему зажигания с индивидуальными катушками на каждый цилиндр, а значит просто подключить ТХ-193 к катушке зажигания уже не получится. К тому-же заказчик хотел повысить эксплуатационные качества прибора, оставив не тронутым его внешний вид и дизайн. В общем дело кончилось тем, что я взялся выпотрошить электронную начинку прибора и разработать свою, с блэкджеком и шлюхами. Информацию о частоте вращения коленчатого вала тахометр теперь будет получать от ЭБУ Январь 7.2, для чего в последнем имеется специальный вывод.

Под катом фото, видео, схема, исходники и много текста, повествующего о логарифмах и о том как правильно масштабировать данные и отделаться от запятой.

Хард
Начнем с устройства ТХ-193. Механическая часть прибора представляет из себя миллиамперметр классической конструкции, с постоянным магнитом и подвижной катушкой, приводящей в движение стрелку.

Для разработки схемы по сути достаточно было знать о миллиамперметре лишь то, что при токе порядка 10мА стрелка отклоняется до предела, а сопротивление обмотки равно примерно 180Ом. В качестве мозга был выбрал контроллер ATtiny2313A славной фирмы Atmel, тактируемый от внешнего кварцевого резонатора на 16МГц. Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля, а значит по ГОСТу он должен выдерживать «бороду» до 100В и стабильно работать в диапазоне от 9-15В. Ввиду незначительного потребления(несколько десятков миллиампер) было принято решение использовать линейный стабилизатор 7805 с индуктивным фильтром и сапрессором для защиты от импульсных помех. Прибор собирался из того, что было под рукой, поэтому в готовом изделии применяется мощная версия 7805, хотя вполне хватило бы и 78L05 на 100мА.
Миллиамперметром контроллер управляет, естественно, используя ШИМ. Для чего был задействован 16ти разрядный таймер в режиме Phase and Frequency Correct PWM.
Информация о частоте вращения коленчатого вала передается от ЭБУ в виде импульсов от 0 — 12В. Активный уровень низкий. 2 импульса за 1 оборот коленчатого вала. Для захвата этих импульсов используется внешнее прерывание INT0 и соответствующая цепочка из RC фильтра, подтяжек и защитных диодов. В общем и целом схемотехника устройства довольно типична и я с удивлением обнаружил, что только что так много написал о ней. Но да не судите строго, первая статья всё-таки.

Собранный прибор без циферблата теперь выглядит так:

Софт
На самом деле ещё до вычерчивания схемы я оперативно собрал всё это дело на макетке, взяв контроллер в DIP корпусе и сразу же принялся махать стрелкой))
В общем то софт оказался немного интереснее харда.

Начнем с общей архитектуры:
Таймер 0 тикает с частотой 250кГц, а значит период тика = 4мкс прерывание по переполнению происходит с частотой 250кГц / 256 = 0.976кГц
а значит прерывание происходит один раз в 1024мкс. Можно было заморочиться и подогнать это дело ближе к одной миллисекунде путем обновления счетчика таймера в прерывании, но в данной задаче это не к чему. Т.е. мы можем измерять время с точностью 4мкс, что вполне достаточно для заданной точности прибора.
Таймер 0 у нас не только отсчитывает время, но ещё и выставляет флажки для запуска тех или иных задач с определенной периодичностью.
Задачи у нас две. Давать отмашку прерыванию INT0 на измерение периода импульсов на входе и изменять положение стрелки.

Таймер 1 тикает с частотой 16мГц, но т.к. он 16ти битный и используется режим Phase and Frequency Correct PWM — итоговая частота ШИМ оказывается очень небольшой и составляет что-то около 122Гц. Это потому, что таймер тикает сначала вверх, а потом вниз. Зато имеем тру 16битный ШИМ и можем очень точно рулить стрелкой! В даташите найдутся все подробности.
Механика, к слову сказать, оказалась отвратительного качества, плавно двигать стрелку было не реально из-за повышенного трения в механизме, который пришлось для начала хотя-бы смазать трансмиссионным маслом. Но это уже детали.
Была составлена таблица соответствия показаний прибора с соответствующим значением регистра таймера в ШИМ попугаях.
В исходниках это дело называется GAUGE_TABLE и вынесено по привычке в отдельный файл.

Далее было обнаружено, что если просто одним махом изменить ток в цепи амперметра для того, чтобы к примеру передвинуть стрелку на 1000 вперед, то она совершит два-три-четыре колебания в районе целевой отметки, что было совершенно неприемлемо и на что заказчик обращал особое внимание. Дело в том, что эти тахометры изначально имеют такую проблему и несколько раз газанув в такт колебаниям можно заставить стрелку раскачиваться со значительной амплитудой(более половины шкалы!).
С этим нужно было что-то делать. Идея моя заключалась в том, чтобы подводить стрелку к отметке серией более мелких шагов, постепенно приближаясь к цели. Собственно говоря эта часть и является самой интересной и полезной для новичков, т.к. требует некоторой сноровки. Ведь имея дело с микроконтроллером вызов log2() в цикле является, мягко говоря, не самой удачной идеей. К тому-же 8битная архитектура накладывает ещё больше ограничений. Ну а про «плавучку» (floating point) и вовсе нужно забыть. Но все эти трудности, как всегда, приводят лишь к более глубокому пониманию процессов и расчётов, производимых процессором.

Читайте также:
Перетяжка салона экокожей своими руками

Текста почему-то получается всё больше, но не остановиться более подробно на этом моменте я просто не могу!
Итак, понятно, что нам нужна логарифмическая прогрессия. Шаг изменения тока в цепи миллиамперметра должен уменьшаться по мере приближения к целевой отметке. Ресурсы на вес золота, а значит только табличный метод. Точек тоже по возможности минимум.
Начнем с построения логарифмической таблицы.
Всё очень просто: запускаем excel и несколькими взмахами мыши получаем 50 значений логарифма по основанию 2 для последовательности от 1 до 50. Для наглядности строим красивый график.
Прекрасно! То, что нужно! Но во-первых — точек аж 50, а во вторых все числа с плавающей точкой. Это нам никак не подходит!
Поэтому отбираем из имеющегося массива 5 точек с шагом 10. Получаем что-то вроде этого:

Уже лучше. Последовательное приближение к цели всё ещё сохраняется, но точек в 10 раз меньше.
Дальше нужно нормировать полученный набор. Т.е. сделать так, чтобы все значения находились в диапазоне от 0 до 1. Для этого просто разделим каждый элемент на 5,64385618977472 (максимальное значение нашего массива).

Таким образом получаем всё ту-же логарифмическую зависимость, но уже в на много более удобном для дальнейших вычислений виде. Такую таблицу уже можно довольно легко применять, если бы не точка после нуля. Но с этим мы тоже довольно легко разберемся.
Теперь я хочу, чтобы мы приняли красивое значение 1024 за единицу и снова пересчитали нашу таблицу. Получаем

Как видим, форма графика не изменилась, но цифры теперь укладываются в 16битный диапазон и нет никаких дробей.
В исходниках полученный массив называется logtable[]

Масштабирующий коэффициент(если можно его так назвать) 1024 появился здесь не случайно и нужно очень хорошо понимать почему именно 1024.
Во-первых это степень двойки и выбрана она потому, что дорогие операции деления и умножения на степень двойки можно заменить дешевым сдвигом влево/вправо и было-бы глупо не использовать такую возможность.
Во-вторых коэффициент должен выбираться и исходя из масштабов тех данных, к которым он будет применяться. В нашем случае это значения регистра 16ти разрядного таймера, который управляет заполнением ШИМа. Экспериментально было выявлено, что неудовлетворительные колебания стрелки обнаруживаются даже при её резком смещении на 200 об/мин. Т.е. если нужно двинуть стрелку на более чем

200 об/мин — потребуется сглаживание. Из таблицы GAUGE_TABLE видно, что соседние ячейки в среднем отличаются на 4000 ШИМ попугаев, что соответствует примерно 500 об/мин на шкале прибора. Не трудно прикинуть, что в цифрах смещение стрелки на 200об будет 4000 / 2,5 = 1600 ШИМ попугаев.
Следовательно масштабирующий коэффициент нужно выбрать таким образом, чтобы во-первых он был как можно бОльшим, потому что иначе мы теряем разряды и точность, а во-вторых как можно меньшим, чтобы не заставлять нас переходить от 16ти разрядных переменных к 32х разрядным и не расходовать ресурсы понапрасну. В итоге выбираем наименьшую степень двойки, которая меньше 1600 и обеспечивает достаточную точность. Это и будет 1024.
Этот момент очень важен. Я сам до сих пор порою испытываю трудности с выбором правильных коэффициентов и размеров переменных.

Ну а дальше уж пошло-поехало. Находим в коде реализацию display_rpm() и видим, что для определения конкретного значения в ШИМ попугаях используется таблица GAUGE_TABLE[] и предположение, что между соседними отметками шкала линейна. Для организации изменения тока по логарифмическому закону введен массив на 5 точек pwm_cuve[] в котором содержится набор значений, который нужно последовательно отнять или прибавить(в зависимости от направления движения стрелки) от pwm_ocr1a_cur_val чтобы заставить стрелку двигаться плавно и чётко.
каждый шаг формируется путем умножения значения pwm_delta на коэффициент из нашей таблицы logtable[];
Перед умножением значение предварительно масштабируется путем деления на 1024.
Конечный расчётный пункт назначения стрелки target_pwm записывается в pwm_cuve[] как есть, потому что из-за проблем с округлением и из-за ограничения размерности переменных 16битами точное значение в результате расчётов будет там образовываться весьма не часто, поэтому приходится обеспечить гарантию того, что стрелка окончит свой путь в заданной точке.
В общем то всё вышесказанное по сути заключено в одной строке
pwm_cuve[ table_i ] = pwm_ocr1a_cur_val + (pwm_delta / LOG_TABLE_MAX * logtable[ table_i ]);

Далее главный цикл по сигналу от таймера0 раз в PWM_UPD_PERIOD выгребает значения из pwm_cuve и присваивает их переменной pwm_ocr1a_cur_val, значение которой в прерывании будет присвоено регистру OCR1A, что немедленно приведет к изменению заполнения ШИМа и изменению тока в цепи миллиамперметра.

Вот, собственно и почти все хитрости, за исключением перевода периода, представленного в тиках таймера в частоту вращения коленчатого вала, которая измеряется в об/мин.
Сократилось всё это до engine_rpm = (uint16_t)(15000000UL / (uint32_t)rot_time);
О том как получилась эта цифра мы можем поговорить или не поговорить в следующий раз, потому что и без того текста получилось не мало и явно не многие дочитают даже до этого места.

Читайте также:
Двухтактный двигатель: принцип работы, устройство, перспективные ДВС и технические характеристики

Честно гвооря в коде применено ещё несколько «хитростей», которые могут показаться новичкам не совсем очевидными. Если кому-то захочется подробнее разобраться — вэлкам в каменты и лс.

Немного видео, как и обещал
На точность показаний не обращайте внимание, стрелка нормально не одета + циферблат не закручен.
Движение стрелки с шагом 1000об/мин одним скачком.

Дело ясное, что в реальности скачков в 1000об/мин не будет и те незначительные перелеты стрелки, которые всё-же можно наблюдать на видео не станут проблемой. Просто если устранить и их — то можно здорово потерять в быстродействии прибора и его показания будут отставать от реальности.

Тахометр автомобильный

Управление машиной невозможно без исправных показаний устройств, расположенных на приборной панели автомобиля. Так, не зная скорости, температуры охлаждающей жидкости и количества топлива в баке, сложно предсказать, как поведет себя машина, и не выйдет ли она из строя в самый неподходящий момент. Одним из самых важных и неотъемлемых приборов является тахометр, предназначенный для отображения текущих оборотов двигателя, и именно о нем сегодня пойдет речь.

Аналоговый прибор

Тахометр автомобильный — это прибор, который отображает, сколько оборотов совершает коленчатый вал за одну минуту времени. Этот показатель крайне важен сразу в нескольких случаях. Если двигатель карбюраторный, то при прогреве можно контролировать при помощи дроссельной заслонки интенсивность его работы для наиболее быстрого приведения ДВС в работоспособное состояние. Если же установлен инжектор, то так проще и удобнее следить за работой автоматики и за степенью готовности мотора к движению.

А еще работа тахометра важна при движении, поскольку от показаний этого прибора зависит, какую передачу стоит выбрать и когда произвести ее переключение. Конечно же, тахометр — крайне важный прибор, от которого зависит многое. Но мало кто задавался вопросом о том, как работает такой прибор и за счет чего он функционирует.

Основным функциональным узлом является стрелочный прибор, который располагается на приборной панели. Как правило, такое устройство должно иметь собственную подсветку, в связи с чем в него встраивается небольшой светодиод, подведенный к выключателю подсветки приборной панели. Обычно дополнительных дисплеев на таком приборе нет, однако на некоторых моделях в колодец включаются часы, календарь или же бортовой компьютер.

Прибор всегда жестко связан с магнитной катушкой, которая представляет собой металлический сердечник, обмотанный медной проволокой. Чем сильнее число импульсов, которые передаются на такую катушку, тем сильнее магнитное поле, которое она создает. Стрелка наделена собственным магнитом, который имеет знак заряда, противоположный тому, что получает катушка. В связи с этим вместе с усилением ее поля стрелка начинает отклоняться сильнее от нулевого положения.

Магнитная катушка получает импульсы от коленчатого вала, вращающегося с частотой оборотов двигателя. Чтобы получить необходимый по величине импульс, от катушки к валу подведен пучок проводов. Как только вал приводится во вращение, по проводам проходит импульс необходимой величины и приходит на катушку, которая заряжается и отталкивает стрелку на несколько шкал, соответствующих текущим оборотам мотора.

Цифровой указатель

Не секрет, что даже на дорогих автомобилях по-прежнему используется аналоговый тахометр, который считают наиболее удобным для глаза и привычным для быстрого считывания показаний.

Однако на спортивных моделях все чаще стали применяться электронные приборы и «мульти» комбинации, которые включают в себя стрелку и цифровое табло, которое дублирует аналоговый показатель.

Чем это удобно? Во-первых, так можно уловить более подходящий момент для смены передачи. Во-вторых, такой прибор часто применяется настройщиками топливных систем для достижения оптимального режима работы двигателя и качества смеси.

Очевидно, что такая техника устроена более сложно, а потому ее применение на современной автомобильной технике по-прежнему весьма ограничено. В основе электронного прибора лежит жидкокристаллическое табло, которое либо включено в основной аналоговый тахометр, либо имеет собственное место на приборной панели.

Помимо табло присутствует так называемый аналого-цифровой преобразователь, который конвертирует импульсы с магнитной катушки в цифровой сигнал двоичного формата. Обычно этот сигнал поступает на цифровой процессор. Его задача — проанализировать полученные данные и отправить их на табло в том виде, который будет понятен конечному пользователю в лице водителя. Связь между устройствами осуществляет оптрон, задача которого — производить диагностику клапана холостого хода для сравнения полученных данных с эталонными и корректировки выдаваемых значений.

Резюме

Тахометр — это прибор, от которого зависит режим управления автомобилем и эффективность такого управления. Если прибор работает исправно, то водителю не составит никакого труда переключать передачи в самые подходящие моменты, не прибегая к слуховому анализу работы мотора и другим неудобствам, которых можно было бы избежать.

Самодельный автомобильный электронный тахометр

Простой метроном скорости

Тахометр происходит от двух греческих слов: «тахо» означает «скорость», а «метроном» — «измерять». Он работает по принципу генератора и определяет напряжение, соответствующее скорости вала. Он также известен как счётчик оборотов. Принцип работы:

  • индукционный;
  • электромагнитный;
  • электронный;
  • оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

  1. Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
  2. Лазерные инструменты.
  3. Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
  4. Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
  5. Оценка скорости и объёма трафика.
Читайте также:
Усилитель руля: система усиления в автомобиле, виды, устройство, назначение

Как сделать тахометр своими руками?

Автомобильный тахометр с цифровой индикацией.

Автор: Tro-Sha Опубликовано 01.01.1970

Для тех, кто хочет побаловать своего старинного четырехколесного друга новой цацкой и согреть руки у паяльника, предлагаю схему тахометра, подсчитывающего электрические импульсы, возникающие на первичной обмотке катушки зажигания(КЗ).Показания табло в тысячах и сотнях об/мин. Предел-9,9тыс об/мин

Импульсы амплитудой 350-400В снимаются с контакта КЗ подключенного к механическому прерывателю или электронному коммутатору. Так как процесс искрообразования-колебательный, на вход тахoметра необходимо пропустить только первый импульс максимальной амплитуды. Для этого служит стабилитрон VD1 с напряжением открывания около 100В. Конденсатор С1 гасит высокочастотные помехи, а диод VD2-отрицательные выбросы напряжения. Каскад на транзисторе VT1 служит для согласования уровней входных импульсов с логическими уровнями цифровых микросхем. Сигнал с коллектора VT1 запускает ждущий мультивибратор на микросхеме DD1, который вырабатывает счетные импульсы постоянной длительности примерно 3мс, подаваемые на счетные входы микросхем DD3 и DD4. Счетчики DD3 и DD4 включены по стандартной схеме синхронного прямого десятичного счета. Информационные выходы счетчиков подключены к входам дешифраторов двоичного кода в позиционный код семисегментного цифрового индикатора. Для увеличения яркости свечения индикаторов HL1 и HL2, они подключены к дешифраторам через буферные каскады на транзисторах VT2-VT15. На микросхеме DD2 собран несимметричный мультивибратор, задающий измерительный интервал и управляющий работой схемы. Длительность положительного импульса в точке В задается емкостью С2 и резистором R5 и равна 300мс для применения в четырехцилиндровом двигателе. Длительность отрицательного импульса в точке В(положительного на выходе элемента DD2.4) зависит от С2 и R3 и примерно равна 3мс.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

  • счётчики;
  • таймеры;
  • стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

  • аналоговое напряжение;
  • аналоговый ток;
  • аналоговая модулированная частота;
  • переключатель или сигнализация;
  • светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

  1. Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
  2. Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
  3. Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
  4. Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
  5. Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
  6. Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.

Тахометр своими руками – изготовление и применение на практике

Начнем с определений. Что такое тахометр в автомобиле? Это прибор, фиксирующий частоту вращения коленчатого вала в автомобиле.

Разумеется, его применение не ограничено только автотранспортом. Определение количества оборотов в минуту необходимо при работе с различными механизмами:

  • турбина самолета
  • вал корабельной силовой установки
  • генераторы электростанций
  • фрезерные и токарные станки высокой точности
  • буровые установки
  • приборы учета электроэнергии и воды.
Читайте также:
Где находится бачок охлаждающей жидкости: крышка бачка

Кроме того, приборы для измерения частоты вращения применяются в научно-исследовательской работе. Любой тахометр состоит из двух частей:

  1. Датчик вращения снимает показания с вала – объекта измерения
  2. Сигнальное устройство либо подает команду на управляющую схему механизма, либо просто выводит данные на стрелочный прибор (цифровое табло).

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

  1. Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
  2. Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
  3. Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
  4. Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
  5. Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
  6. Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Как сделать тахометр своими руками?

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Простой универсальный тахометр на микроконтроллере ATtiny2313

Этот простой тахометр на ATtiny2313 умеет считать количество оборотов любых двигателей, будь то многофазные, многотактные и т.п. Он может быть полезен в авто- мототехнике, для отображения оборотов двигателя. При этом совершенно не имеет значения, сколько тактов или цилиндров имеет двигатель. Его также можно использовать совместно с электронными контроллерами электродвигателей, будь то одно- или трёхфазные.

Электронный тахометр своими руками

С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.

Принципиальная схема с использованием IC 555:

  1. Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
  2. Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
  3. Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
  4. Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
  5. Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
  6. R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.

Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:

  1. R1 = 4K7.
  2. R2 = 47E.
  3. R3 = 100 КБ, может быть переменный.
  4. R4 = 3K3.
  5. R5 = 10K.
  6. R6 = 470 К.
  7. R7 = 1K.
  8. R8 = 10K.
  9. R9 = 100K.
  10. C1 = 47n.
  11. C2 = 100n.
  12. C3 = 100n.
  13. C4 = 33uF / 25V.
  14. T1 = BC547.
  15. IC1 = 555.
  16. M1 = измеритель FSD 10 В.
  17. D2 = 1N4148.
  18. C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.

Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.

Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.

Читайте также:
Жидкость для гидроусилителя руля: масло ГУР, какую жидкость заливают

Как сделать тахометр своими руками?

Если восстановить заводской прибор невозможно или дорого, его можно сделать своими руками. Эта же задача часто решается владельцами авто-мото транспорта, на которых тахометр не предусмотрен конструкцией.

Видео простейшего тахометра собранного своими руками из вольтметра, двигателя от старого принтера и диодного моста.

Устанавливать датчик на коленвал достаточно сложно, да и балансировка может нарушиться. Проще воспользоваться любым шкивом, которые вращаются синхронно с мотором.

Если есть отверстие – устанавливаем фото-пару и подключаем ее к электронному тахометру.

Схему можно купить в виде готового KIT набора (на китайских сайтах электроники), либо собрать на доступной элементной базе.

Есть способы, как подключить самодельный тахометр к системе зажигания. Каждый импульс, подаваемый на высоковольтную свечную катушку, соответствует одному обороту коленвала.

Снимаем сигнал, и подаем на схему тахометра. Если на вашем автомобиле вышел из строя штатный прибор, или вы хотите продублировать его на отдельном табло – возможно подключение тахометра к генератору. Это самая распространенная схема подачи импульсов.

Сигнал для счетчика оборотов берем от разъема «W» генератора. Подключение штатное, так работают многие модели заводских тахометров.

Если есть сомнения в правильности — посмотрите электрическую схему вашего авто, надо найти проводник от генератора к прибору.

Итог Изготовить самодельный тахометр достаточно просто, если есть элементарные навыки в электротехнике. При наличии паяльника и готовой схемы – это вопрос пары выходных.

Элементная база на любой вкус: от простенького счетчика импульсов до контроллера, собранного на ARDUINO. Главное понимать, как работает штатный прибор вашего авто.

Пример самодельного тахометра из компьютерной мышки. Все подробности в видео материале.

Для чего он нужен? Если сломался штатный тахометр – ответ очевиден. Если с вашей приборной доской все в порядке – можно добавить стильный элемент к интерьеру автомобиля. Цифровое табло легче считывается, а светодиодная индикация добавит наглядности.

Как выбрать, установить электронный тахометр в авто

Автомобильный тахометр электронный – это контрольно-измерительный прибор, отражающий информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя (обороты в минуту). Значения этого показателя используются при регулировке холостого хода, выборе момента переключения передач и контроле режимов работы двигателя.

Как работает электронный тахометр

Датчики частоты вращения считывают число оборотов коленчатого вала двигателя и создают электрические импульсы, которые в тахометре преобразуются в числовые значения. В отличие от традиционного (аналогового), на многих автомобилях установленного еще на заводе и использующего стрелочную индикацию, электронный тахометр отражает точное цифровое значение частоты вращения коленчатого вала. Погрешность измерений прибора не превышает 100 оборотов в минуту, тогда как для аналоговых образцов этот показатель может достигать 500 оборотов в минуту.

Устройство

Автомобильный электронный тахометр состоит из:

  • цифрового табло;
  • микропроцессора;
  • микросхемы;
  • контрольного датчика на клапане холостого хода;
  • счетчика (преобразователя).

Как уже было указано, показания прибора выводятся на табло. Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля с напряжением 12 В, значение силы потребляемого тока составляет до 120 мА.

Еще одним достоинством, которым обладает автомобильный электронный тахометр по сравнению с аналоговым, является возможность сочетания в одном приборе различных функций:

  • таймера;
  • будильника;
  • счетчика пробега;
  • измерителя напряжения;
  • измерителя угла замкнутого состояния контактов (УЗКС) прерывателя напряжения.

Перед установкой

Некоторые модели автомобилей (особенно это относится к малолитражным) в штатной комплектации не оснащены тахометром, поэтому владельцы таких моделей больше других нуждаются в получении важной и объективной информации о работе двигателя. Как следствие, в дооснащении автомобиля электронным тахометром. Автолюбители, уже привыкшие видеть на приборной панели стрелочный прибор, могут установить автомобильный электронный тахометр для получения более точных показаний, реализации дополнительных функций или придания интерьеру более стильного вида.

Очень важно учесть, что электронные тахометры предлагаются для моторов с различным числом цилиндров, которое указано в его характеристиках. При использовании устройства в автомобиле, на котором установлен двигатель с другим числом цилиндров, существует риск получить недостоверные данные.

Приобретая автомобильный электронный тахометр, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками, а также уточнить у продавца, возможна ли его установка на конкретный автомобиль, так как алгоритмы считывания для бензиновых и дизельных двигателей отличаются. Существуют и универсальные устройства.

Способ установки электронного тахометра зависит от его размеров и дизайна. Можно закрепить его сверху на «торпедо» при помощи двухстороннего скотча, кронштейна или установить в панели на свободное место, возможно, взамен оборудования (например, часов).

Модели электронных тахометров

Helios 148/360/361/500

Имеют стандартный внешний вид. Предназначены для использования на автомобилях с карбюраторными двигателями, число цилиндров от 1 до 16. Крепятся сверху панели приборов.

Достоинствами этой серии являются невысокая цена, а также максимальный набор дополнительных функций – практически все вышеперечисленные, а также таймер парковки автомобиля и имитация сигнализации. Заявленная погрешность измерения устройств довольно низкая: до 5 об/мин. Модели линейки различаются схемой управления (одна или две кнопки), количеством сегментов табло (3–5), наличием возможности изменения яркости индикатора.

Multitronics

Тахометры Multironics DD5/DM10/DM20 менее универсальны. Из них только первая модель имеет в качестве дополнительных функций часы и таймер, автоматическую регулировку яркости дисплея, в остальных имеется только вольтметр. Погрешность измерения несколько выше – при 2000 об/мин она составляет 10 об/мин, а при больших оборотах – до 3%. DD5 отличается также тем, что может применяться для широкого спектра двигателей – с 2, 4, 5, 6 и 8 цилиндрами как бензиновых, так и дизельных. DM10/DM20 предназначены только для четырехцилиндровых бензиновых двигателей. Для дизелей предлагаются модели DM11/DM12/DM20D. Крепление данных тахометров также осуществляется на двухсторонний скотч.

Читайте также:
Давление в шинах автомобиля: в чем измеряется, какое нормальное, максимальное и рекомендуемое давление

Амфитон-219/250

Эти модели отличает эффектный внешний вид и индикация с цветовыми зонами в зависимости от нагрузки на двигатель. Предназначены они только для карбюраторных четырехцилиндровых двигателей. Среди дополнительных функций представлены вольтметр, измеритель уровня заряда АКБ и контроль работы регулятора напряжения. Амфитон-250 оснащен также таймером и УЗСК. Эти модели более габаритные, чем предыдущие. Еще одним недостатком данной серии является ограниченный диапазон измерения: 400 – 5990 об/мин.

Подключение – бензиновый двигатель

В случае бензинового двигателя автомобильный электронный тахометр подключается в следующем порядке:

  1. Черный контактный провод необходимо подключить к «массе» автомобиля.
  2. Красный провод соединяется с клеммой замка зажигания. Таким образом, при включенном зажигании на устройство будет приходить напряжение 12 В.
  3. Подключение третьего провода, который может иметь разные цвета, зависит от типа системы зажигания на конкретном автомобиле. При контактной системе зажигания подключение производится через прерыватель-распределитель. При бесконтактной системе провод подсоединяется к коммутатору напряжения или к выводу катушки зажигания.
  4. Если в тахометре предусмотрена подсветка, она замыкается на провод питания габаритных огней.
  5. При наличии среди дополнительных функций устройства вольтметра, он имеет отдельный провод, который должен быть соединен с «плюсом» аккумулятора.

Подключение – дизельный двигатель

На автомобилях с дизельным мотором последовательность подключения такая:

  1. Нужно снять защиту генератора. Обычно доступ к ней затруднен, поэтому для ее демонтажа нужно будет заехать на смотровую канаву, эстакаду или использовать подъемник.
  2. Выходной провод нужно подключить к клемме генератора, отмеченной буквой «W». Если такой клеммы нет, то единственным вариантом является разборка генератора. Затем отключается один из проводов, идущих от обмотки к выпрямителю генератора. Этот провод необходимо соединить с проводом тахометра и заизолировать. Затем производится сборка и установка генератора.

Рекомендуется дополнительно замкнуть контакт масляного насоса, в противном случае может происходить ложное срабатывание лампы аварийного давления масла при достижении определенных оборотов коле

Самодельный автомобильный электронный тахометр

Электронный тахометр — это цифровое устройство, изготовленное из электронных компонентов и используемое для измерения скорости электродвигателя или любого другого вращающегося объекта в оборотах/ минуту. Он расположен в приборной панели автомобиля имеет хороший обзор и точность измерения.

Простой метроном скорости

Тахометр происходит от двух греческих слов: «тахо» означает «скорость», а «метроном» — «измерять». Он работает по принципу генератора и определяет напряжение, соответствующее скорости вала. Он также известен как счётчик оборотов. Принцип работы:

  • индукционный;
  • электромагнитный;
  • электронный;
  • оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

  1. Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
  2. Лазерные инструменты.
  3. Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
  4. Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
  5. Оценка скорости и объёма трафика.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

  • счётчики;
  • таймеры;
  • стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

  • аналоговое напряжение;
  • аналоговый ток;
  • аналоговая модулированная частота;
  • переключатель или сигнализация;
  • светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

  1. Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
  2. Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
  3. Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
  4. Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
  5. Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
  6. Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.
Читайте также:
Что нужно знать о шинах Michelin: срок эксплуатации, как определить год производства и другое

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

  1. Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
  2. Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
  3. Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
  4. Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
  5. Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
  6. Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Электронный тахометр своими руками

С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.

Принципиальная схема с использованием IC 555:

  1. Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
  2. Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
  3. Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
  4. Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
  5. Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
  6. R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.

Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:

  1. R1 = 4K7.
  2. R2 = 47E.
  3. R3 = 100 КБ, может быть переменный.
  4. R4 = 3K3.
  5. R5 = 10K.
  6. R6 = 470 К.
  7. R7 = 1K.
  8. R8 = 10K.
  9. R9 = 100K.
  10. C1 = 47n.
  11. C2 = 100n.
  12. C3 = 100n.
  13. C4 = 33uF / 25V.
  14. T1 = BC547.
  15. IC1 = 555.
  16. M1 = измеритель FSD 10 В.
  17. D2 = 1N4148.
  18. C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.

Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.

Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.

Читайте также:
Круиз-контроль на Рено Сандеро

MOC 7811 IC2 содержит ИК-передатчик и фотодиод для создания изменяющихся логических уровней, зависит от блокирующего или прерывающего ИК-луча. Логический вентиль N1 включает счётчик детектора Johnson (CD 4033), он управляет семисегментным дисплеем LTS 543. Есть два десятичных счётчика и два семисегментных дисплея для отображения RPS от 00 до 99.

По этой схеме можно сделать тахометр для бензопилы своими руками с вращающим прерывателем. Одно прерывание инфракрасного луча будет приниматься за один счёт, а общий отсчёт вращения — RPS, умножают 60 на RPS, чтобы узнать Revolution Per Minute (RPM).

Онлайн-приложение для iPhone

Возможности современных смартфонов позволяют отображать на дисплее тахометр любого двигателя авто или мотоцикла в реальном времени на основе издаваемого звука. Диапазон RPM составляет 400 — 90 000 об/мин. Найти приложение можно в App Store. После установки его в верхней части дисплея появится циферблат тахометра в больших цифрах, с обновлением значения каждые ¾ секунды. RPM рассчитывается по пикам в графике автокорреляции.

В программе приведены элементы управления подсказки, определяющие диапазон RPM. Имеется коррекция фонового шума для истинного определения звука двигателя. Подсказка определяется значением центра и допуска в процентах. Прокручивая левую или правую область в синих полосах ниже подсказки, регулируют значение центрального RPM и допуск. Вместо фиксированного диапазона используется режим отслеживания, работающий во всём диапазоне измерений.

В этом режиме элементы управления подсказки заменяются, что позволяет начать истинное отслеживание. Ниже контрольных данных — график функции автокорреляции, для проверки надёжности отображаемого RPM. Имеется руководство по настройке диапазона RPM. Вертикальные жёлтые линии на графике соответствуют периодам звука, производимого двигателем. Если они хорошо совпадают с пиками на графике — значение RPM точное. Преобразование звука в тональное видео в RPM зависит от конфигурации двигателя.

Можно выбрать из нескольких встроенных конфигураций, включая 4-тактные и 2-тактные двигатели и указать общий коэффициент, который может компенсировать любое передаточное отношение между двигателем и валом. Помимо этого представления, есть две страницы настройки конфигурации. На каждой есть своя контекстная справка, которая даёт больше информации о том, как использовать приложение. Существует также подробное руководство по эксплуатации.

Ранние модели тахометров зависели от механических приводов, таких как маховик, распределительный вал, шкив вентилятора и т. д. Они вращают магнит, тем самым вызывая вихревые токи на алюминиевом диске (спидометр) в оборотах/минуту. Тахометр современного типа является электронным, управляемым импульсом, способным измерять как самую малую, так и меганагрузку.

Originally posted 2018-07-04 08:30:58.

Тахометр электронный: установка и подключение

Многие автолюбители отлично знают, зачем и с какой целью инженеры придумали тахометр в автомобилях. Некоторые на него вовсе не смотрят, а на некоторых автомобилях его наличие и не предусмотрено. Для таких авто предусмотрен тахометр электронный?

Что собой представляет?

Прежде чем говорить об электронике, давайте посмотрим, для чего необходимо это устройство в целом.

Основная функция

Тахометр помогает неопытным водителям, которые еще не могут определять обороты по звуку работы агрегата, подобрать правильную передачу. Езда на правильно выбранной передаче позволяет не только значительно увеличить ресурсы узлов силового агрегата, но и экономить топливо. Когда стрелка прибора заходит в красную зону, рекомендуется переключить более высокую передачу. Также данный прибор используют для регулировок карбюраторов как на холостом ходу, так и во время езды.

Принцип действия

Тахометр регистрирует число импульсов, которые подаются от датчиков. Также учитываются паузы между импульсами и порядок, с которым они поступают. Процесс подсчета может быть осуществлен при помощи как прямого так и обратного направления. Показатели, зачастую, переводятся в определенную величину. Величиной этой может быть какой угодно показатель. Большинство этих приборов можно обнулять. Что касается точности показаний, то она довольно условная. Тахометр электронный самого лучшего качества имеет точность около 100 об/мин.

Устройство цифрового тахометра

Если рассматривать данное устройство, то этот прибор состоит из:

  • центрального процессора;
  • 8‑ми или более разрядного АЦП;
  • датчика температуры ОЖ;
  • дисплея;
  • оптрона, который используется для диагностики;
  • блока сброса.

Электронные стрелочные устройства

Тахометр электронный в большинстве случаев изготовлен в формате дисплея. На этот экран выводятся показания.

Собираем электронный тахометр своими руками

Зачем покупать, когда все можно собрать самостоятельно? Это не так дорого и достаточно интересно. Для сборки существует несколько вариантов устройств. Эти приборы собирают на основе контактных или же бесконтактных датчиков. В бесконтактных системах оптического типа для регистрации импульсов применяет лазерные или же инфракрасные лучи. Вычисляется время одного оборота. Давайте посмотрим, как собрать собственное устройство с оптической регистрации при помощи микроконтроллера типа Arduino.

Схема электронного тахометра на Arduino

Для сборки прибора понадобится, естественно, микроконтроллер Arduino. Если его нет, то сойдет любой другой контроллер с похожими характеристиками, но тогда нужно будет дополнительно собирать программатор. Также для этой схемы нужны резисторы 33 кОм, 270 Ом, 10 кОм в виде потенциометра. Еще можно приобрести синий светодиод, инфракрасный светодиод и фотодиод. Далее найдите ДСВ-дисплей и микросхему регистра сдвига с маркировкой 74НС595. Здесь используется оптический датчик и принцип отражения лучей. С этой системой вам не придется беспокоиться о том, какая должна быть толщина ротора, а количество его лопастей не сможет изменить показатели. Датчик сможет точно считывать обороты.

Читайте также:
Технические характеристики Рено Сценик 3 и отзывы владельцев

Собираем датчик

Первым делом для создания датчика нужен инфракрасный диод и наш фотодиод. На первом шаге отшлифуйте диоды до тех пор, пока они не примут плоскую форму. Затем рекомендуется сложить полоску из бумаги в форме прямоугольной трубочки.

Дальше по схеме

Резисторы и их номиналы могут немного различаться. Это зависит от диодов. Переменный резистор дает возможность менять уровень чувствительности полученного датчика. Так, «земля» соединяется с резистором на 33 кОМ и с переменным резистором, а тот, в свою очередь, соединяется с проводом, который нужно установить перед потенциометром. Минус светодиода соединяется через оставшийся резистор с землей, а плюс идет на “Ардуино”. Итак, получилось три вывода – земля, плюс и сигнальный провод. В этой схеме применяется 8‑ми разрядный регистр сдвига и дисплей. В корпусе желательно продумать углубления для индикатора. Теперь резистор в 270 Ом паяется к светодиоду и дальше устанавливается в 12 контакт микроконтроллера. Теперь тахометр электронный готов. Можно заняться его программированием и калибровкой. Программу для “Ардуино” можно найти на автомобильных ресурсах.

Еще один самодельный тахометр

Для того чтобы измерять количество оборотов, как мы уже знаем, применяется подсчет импульсов прерывателя или же напряжение от свечей зажигания. Частота этих импульсов связана линейно с частотой вращения мотора. Также можно попробовать организовать индуктивную связь с такой цепью, что и будет продемонстрировано в данном устройстве. В качестве основы для этого варианта используется одновибратор с маркировкой LM 555.

Тахометр на мототехнику

Как поставить электронный тахометр на мотоцикл? Здесь у владельцев мототранспорта есть выбор: или приобрести готовое оборудование, либо изготовить самостоятельно. Предположим, что есть мотоцикл, есть прибор для контроля оборотов. Но как подключить электронный тахометр? Аппарат ТХ-193 от шестерки для этих целей подходит лучше всего для монтажа на отечественные марки мотоциклов.

Если мотоцикл не отечественный и имеется все тот же электронный тахометр, схема подключения немного изменится. В этом случае запитывать придется через замок зажигания. Там есть специальные контакты для этих целей. Если на мотоцикле нет стартера, тогда аккумулятор следует подключать к выходу выпрямителя. А от аккумулятора уже можно через выключатель подать питание непосредственно на тахометр. Если выпрямителя нет, нужно купить. Если нет аккумулятора, можно его поставить. Самый простой вариант – это источник питания от ИБП или старого фонаря. Если подключать измерительный прибор прямо к катушке генератора, тогда он сгорит. Во избежание этого можно попросить соседа-радиолюбителя сделать регулятор напряжения на тиристорах.

Если двигатель имеет три цилиндра, тогда здесь на вход подаются сигналы от двух катушек. Также существуют технические возможности для установки тахометра и на шестицилиндровые мотоциклы, но для этого уже требуется приобрести фирменное оборудование.

Установка тахометра на автомобили ВАЗ

Можно приобрести внештатный тахометр электронный (ВАЗ 2109 не оборудованы этими нужными приборами штатно) и радоваться жизни. Современные устройства еще и многофункциональны. На многих из них автолюбитель найдет дополнительно часы с будильником и еще много чего полезного.

Стоит заметить, что эти аппараты различаются по типу питания двигателя. Для бензиновых моторов принцип работы один, для дизелей – полностью другой.

Бензиновые устройства тоже имеют различия по количеству цилиндров

Итак, все куплено. Теперь определитесь, куда вы будете устанавливать электронику. Многие ставят на приборную панель, другие монтируют возле замка зажигания. Однако лучше всего, если установка электронного тахометра будет выполнена в том месте, где он не будет портить внешний вид панели.

Для закрепления поможет лучший друг автолюбителя – двухсторонний скотч. Это универсальное средство спасает в самых разных ситуациях.

Подключение устройства своими руками

Не все разбираются в электронике, но уметь подключать измерительный аппарат все-таки желательно. Это не вызовет сложностей, ведь проводов лишь три. Первое, что следует сделать – это взять провод от тахометра в подкапотное пространство. Проще всего это получится сделать через отверстие троса спидометра. Дальше понадобится кусок проволоки. Она должна быть где-то один метр длиной, тонкая и жесткая. С одного конца при помощи изоленты закрепите провод от прибора. Старайтесь работать аккуратно. Другой конец проволоки аккуратно вставьте в отверстия троса и толкайте. Подключение электронного тахометра можно осуществить следующим образом. Плюсовой провод подключается к катушке зажигания (контакт Б). Сигнальный провод подключите к контакту К все той же катушки. Минус соедините с массой. Работайте максимально аккуратно, провода очень тонкие и очень ненадежные.

Угол опережения зажигания

В этой статье рассмотрим такое важное понятие для бензинового двигателя внутреннего сгорания как угол опережения зажигания.
Опережение зажигания – это воспламенение искрой свечи топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Для чего собственно надо делать опережение зажигания.
Очень рекомендую, если вы еще не видели, посмотреть как работает двигатель внутреннего сгорания.
Дело в том, что для получения максимальной мощности и крутящего момента от двигателя нужно чтобы давление газов, после сгорания рабочей смеси, достигало максимальной величины в точке 10-12° после верхней мертвой точки. Тогда сила давления газов на поршень будет максимально эффективно преобразована в механическую энергию вращения коленчатого вала. Вопреки расхожему мнению, топливно-воздушная смесь (далее ТВС) не сгорает мгновенно и уж тем более не взрывается в цилиндрах. Реакция окисления, а именно это происходит при сгорании топлива, имеет некую скорость. Так вот, чтобы получить максимум давления газов в нужной нам точке нужно согласовать скорость движения поршня (читай оборотов двигателя) и скорость сгорания ТВС.

Читайте также:
Жидкость для гидроусилителя руля: масло ГУР, какую жидкость заливают

Далее позволю себе немного углубится в теорию сгорания ТВС. Фронт распространения пламени начинается с маленького очага, когда искра проскакивает между электродами свечи.

Угол опережения зажигания
Средняя длительность горения искры 1 – 1,5 миллисекунды (одна тысячная секунды). Температура в шнуре пробоя в этот ничтожно малый промежуток времени достигает отметки 10000° С. Тот маленький объем ТВС, что находится в этом промежутке пробоя, сгорает практически мгновенно. Далее, от тепла, которое выделилось при сгорании, происходит дальнейшее распространение фронта пламени по камере сгорания. Первоначальная скорость горения совсем не велика – около 1 м/с. Далее по мере распространения фронта скорость горения достигает 50-80 м/с. Последние порции ТВС, находящиеся около относительно холодных стенок камеры сгорания догорают с гораздо меньшей скоростью. Таким образом, весь процесс горения занимает около 30° угла поворота коленчатого вала.

А теперь рассмотрим повнимательней, что происходит в цилиндре двигателя при различных углах опережения зажигания. Ниже приведена индикаторная диаграмма зависимости давления в цилиндре от угла поворота коленчатого вала при нормальном угле опережения зажигания (далее УОЗ).

Угол опережения зажигания
Здесь максимум давления газов приходится почти сразу (10 — 15°), как только поршень пройдет верхнюю мертвую точку. Мощность и крутящий момент такого двигателя на максимуме.
А теперь посмотрим, что произойдет, если сдвинуть УОЗ в более позднюю сторону.

Угол опережения зажигания
Как видно пик максимального давления газов сместился также в более позднюю сторону и сам по себе он гораздо ниже, чем при нормальном УОЗ. То есть получается, что ТВС сгорая, как бы догоняет уходящий поршень вниз. КПД такого двигателя оставляет желать лучшего.
Иногда смесь может продолжить гореть и после открытия выпускных клапанов, тогда раскаленные выпускные газы могут раньше времени поджечь поступающий свежий заряд ТВС. В таком случае, при позднем зажигании, могут наблюдаться хлопки во впускной коллектор.
И противоположный случай, когда слишком раннее зажигание.

Угол опережения зажигания
Пик максимального давления газов приходится на верхнюю мертвую точку движения поршня или даже раньше. То есть на начальном этапе сгорания ТВС газы давят на поршень в противоход, что естественно тоже снижает мощность двигателя и может стать причиной такого нежелательного явления как детонация.,

От чего зависит угол опережения зажигания.
1.Прежде всего УОЗ зависит от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Чем больше количество оборотов в минуту делает коленчатый вал, тем раньше надо воспламенять ТВС, чтобы пик максимального давления был в нужной нам точке.

Угол опережения зажигания

2. От температуры. Чем ниже температура двигателя и ТВС, тем ниже скорость реакции окисления (сгорания), соответственно УОЗ должен быть более ранним. И соответственно наоборот.

3. От нагрузки на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем больше цикловое наполнение цилиндра ТВС, соответственно тем меньше должен быть УОЗ для того чтобы избежать детонации.

Оптимальная настройка УОЗ.
В эпоху карбюраторных Жигулей настройка начального УОЗ делалось просто на слух. На 4й передаче при скорости 50 км/ч резко надавить педаль газа, должна кратковременно быть слышна детонация. Если детонации нет, крутим трамблер на опережение, пока не будет слышно. Если детонация слышна более 1-2 секунд, то крутим трамблер на более поздний угол.
На СТО для настройки УОЗ использовался стробоскоп. В любом случае в системах зажигания, где используется трамблер, настройке подлежит только начальный УОЗ.
С появлением микропроцессорных систем управления двигателем появилась возможность более точно настраивать УОЗ для различных режимов работы двигателя. Если в трамблерах за изменение УОЗ отвечал вакуумный и центробежный регулятор, то умная электроника на основании данных с датчиков системы управления двигателем сама высчитает необходимый оптимальный угол согласно картам калибровок, заложенных в прошивке контроллера. Вот типичный пример трехмерной карты калибровок УОЗ для одного режима работы двигателя (ВАЗ, блок М73).

Управление углом опережения зажигания производится в два этапа. При начальном управлении используется фиксированный угол опережения зажигания при запуске двигателя. При последующем управлении угол опережения зажигания определяется коррекцией угла опережения зажигания по сигналам датчиков, которая применяется к базовому значению угла опережения зажигания, рассчитанному по сигналу нагрузки двигателя (давление во впускном коллекторе и расход воздуха) и сигналу частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Настройка оптимальных углов опережения зажигания является одной из самых сложных и приоритетных задач при чип-тюнинге, поскольку от этого зависит динамика и мощность двигателя, расход топлива и в целом удобство управления автомобилем.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: